Реакция Брея-Либхафского представляет собой химические часы, впервые описанные Уильямом К. Бреем в 1921 году, и первую колебательную реакцию в гомогенном растворе при перемешивании. [1] Он исследовал роль йодата ( IO−
3), анион йодноватой кислоты , при каталитическом превращении перекиси водорода в кислород и воду йодатом. Он заметил, что концентрация молекул йода периодически колеблется и что во время реакции расходуется перекись водорода.
Повышение температуры сокращает цикл на несколько часов. Эту колебательную реакцию, состоящую из свободных радикалов на нерадикальных стадиях, исследовал далее его ученик Герман А. Либхафски [2] , отсюда и название реакции Брея-Либхафского. В этот период большинство химиков отвергли это явление и пытались объяснить колебания, ссылаясь на гетерогенные примеси.
Фундаментальным свойством этой системы является то, что перекись водорода обладает окислительно-восстановительным потенциалом , который позволяет одновременно окислять йод до йодата :
- 5 Н 2 О 2 + Я 2 → 2 ИО−
3+ 2 Н + + 4 Н 2 О
и восстановление йодата обратно в йод:
- 5 Н 2 О 2 + 2 ИО−
3+ 2 Н + → I 2 + 5 О 2 + 6 Н 2 О
Между этими двумя реакциями система колеблется, вызывая скачок концентрации йодида и образование кислорода. Чистая реакция:
- 2 Ч 2 О 2 → 2 Ч 2 О + О 2
требующий катализатора и IO−
3.
Рекомендации
- ^ Брей, Уильям К. (1921). «Периодическая реакция в гомогенном растворе и ее связь с катализом». Журнал Американского химического общества . 43 (6): 1262–1267. дои : 10.1021/ja01439a007.
- ^ Брэй, Уильям К.; Либхафский, Герман А. (1931). «Реакции с участием перекиси водорода, йода и иодат-иона. I. Введение». Журнал Американского химического общества . 53 : 38–44. дои : 10.1021/ja01352a006.
дальнейшее чтение
- Трейндл, Людовит; Нойес, Ричард М. (1993). «Новое объяснение колебаний реакции Брея – Либхафского». Журнал физической химии . 97 (43): 11354. doi :10.1021/j100145a039.
- Эдельсон, Дэвид; Нойес, Ричард М. (1979). «Подробные расчеты, моделирующие колебательную реакцию Брея – Либхафского». Журнал физической химии . 83 (2): 212. doi :10.1021/j100465a002.
- Шмитц, Гай (1999). «Влияние кислорода на реакцию Брея – Либхафского». Физическая химия Химическая физика . 1 (19): 4605–4608. Бибкод : 1999PCCP....1.4605S. дои : 10.1039/a904722k.
- Валент, Иван; Адамчикова, Любица; Севчик, Питер (1998). «Моделирование влияния межфазного транспорта йода на осциллирующую реакцию Брея-Либхафского». Журнал физической химии А. 102 (39): 7576. Бибкод : 1998JPCA..102.7576V. дои : 10.1021/jp982323b.
- Бухгольц, Фрэнк Г.; Брокер, Себастьян (1998). «Колебания реакции Брея-Либхафского при низких скоростях потока в резервуарном реакторе с непрерывным потоком и перемешиванием». Журнал физической химии А. 102 (9): 1556. Бибкод : 1998JPCA..102.1556B. дои : 10.1021/jp973362a.
- Станисавлев, Драгомир; Бегович, Небойша; Вукоевич, Владана (1998). «Влияние тяжелой воды на колебательную реакцию Брея-Либхафского». Журнал физической химии А. 102 (35): 6887. Бибкод : 1998JPCA..102.6887S. дои : 10.1021/jp9808025.
- Хименес Прието, Рафаэль; Сильва, Мануэль; Перес Бендито, Долорес (1998). «Критический обзор: подход к использованию осциллирующих реакций для аналитического мониторинга». Аналитик . 123 (2): 1. Бибкод : 1998Ана...123....1J. дои : 10.1039/a703354k.
